【摘 要】
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本文研究设计了一种以金刚石线锯切割作为取样方法的新型微损取样装置,可将其应用于小冲杆试验。论文首先简要介绍了小冲杆试验的研究背景,探讨了应用于小冲杆试验的微损取样
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本文研究设计了一种以金刚石线锯切割作为取样方法的新型微损取样装置,可将其应用于小冲杆试验。论文首先简要介绍了小冲杆试验的研究背景,探讨了应用于小冲杆试验的微损取样机的国内外研究现状,分析了它们尚存在的不足,并提出了一种新型微损取样方案。该新型取样方案以金刚石线锯切割作为取样方法,由此对微损取样装置的整体取样方案进行了设计,确定了取样装置的基本功能模块,在此基础上提出了取样过程的工艺路线。根据取样方案及工艺路线的要求,本文将取样装置分为开槽机、线锯切割机和切割平台三个主要部分,分别对其进行机械结构设计。其中开槽机在现有的砂轮切割机原型基础上,设计了限位对刀装置保证其切割深度。线锯切割机以金刚石线锯为切割工具,设计了线锯的走线装置并增加了摇摆机构和张力控制机构。切割平台则是开槽机和线锯切割机的工作平台,设计了移动导轨和定位夹紧机构。微损取样装置电路控制的设计要求为高速旋转,低速进给,低温恒张力,根据这些控制要求对取样装置的控制系统进行设计。卷丝筒电机选用步进电机,搭建硬件电路使其保持高速转动提高切割效率。进给机构也选用步进电机,降低脉冲频率使线锯的进给保持低速提高切割精度。本文还设计了张力控制系统和冷却装置,使线锯在切割过程中线锯上的张力基本恒定且工作环境的温度不会过高。以STM32控制器为核心,针对具体模块进行软件编程实现控制要求。根据以上设计,对微损取样装置的三维样机进行了ADAMS仿真,并完成了微损取样装置机械样机的搭建,并将样机应用于钢管表面取样,试验结果表明微损取样装置能满足小冲杆试验的要求。
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